或许你也被花粉过敏困扰？

当废弃花粉遇上科学巧思

助力解决塑料污染的全球困境

一项“变废为宝”的双向突破

让顽固的微塑料无所遁形

武汉大学资源与环境科学学院

邓红兵教授、赵泽副教授团队

利用废弃微尺度生物质解决塑料污染

解锁生物质高值化新路径

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在全球塑料污染日益严峻的当下，如何从源头减少塑料使用并从末端有效清除微塑料，成为亟待攻克的环境难题。与此同时，每年全球农业活动中产生数百万吨废弃生物质资源，其中花粉颗粒来源广泛，年产超万吨，廉价易得。通常花粉的收集方式包括人工收集和昆虫采集，后者多为蜜蜂采集，目前我们利用的花粉95%以上都是蜜蜂采集，人工采集只占极小部分，市场价大约20~30元/公斤。然而，由于花粉颗粒外壁坚硬、结构惰性强，长期以来难以被有效利用。针对上述问题，武汉大学资源与环境科学学院邓红兵教授、赵泽副教授团队围绕“废弃生物质高值化利用”核心目标，提出“污染治理+材料替代”的双向创新路径，让这些原本被忽视的花粉壳实现华丽“转身”——一方面可高效吸附水体中的纳米塑料污染物，另一方面可与天然纤维复合制备可降解、可循环的生物塑料，从末端治理到源头替代，形成塑料污染的可持续闭环解决方案。

▲资源与环境科学学院邓红兵教授指导团队

开展实验攻关，聚焦关键技术难题

研究团队前期研究成果揭示了小龙虾虾壳、虾壳甲壳素和鱿鱼甲壳素等对微纳米塑料具有较强的捕集能力，在此基础上引入“亲疏水协同镶嵌”策略，利用鱿鱼骨提取的β-甲壳素（亲水性）作为柔性骨架，嵌入天然疏水性花粉颗粒，制备出具有微纳结构和高度孔隙率的海绵状材料。花粉表面自带微纳米级纹理图案，具有丰富的芳香族环结构、乙酰氨基及黄酮类等官能团，在与甲壳素协同作用下，可通过疏水相互作用、氢键作用、π-π堆积、静电作用及物理截留等多种机制捕捉微纳米塑料颗粒。

▲利用花粉和甲壳素的协同共组装策略去除纳米塑料

该材料微塑料吸附容量高达236.3 mg/g，对不同粒径、表面电荷和类型的微塑料均具有广谱适应性，在各种pH值和离子强度条件下均能稳定高效运行，且可循环再生使用至少10次，性能几乎无衰减。同时，花粉-甲壳素海绵还对药物、内分泌干扰物、油类等疏水性污染物展现出良好的吸附兼容性，具备在水体净化、工业废水处理、环境修复等方面应用潜力。

▲资源与环境科学学院副教授赵泽（左一）

与团队学生共同探讨花粉的处理流程

▲花粉-甲壳素海绵对纳米塑料的吸附性能与机制

微塑料污染的根源在于不可降解的石油基塑料。因此，团队进一步探索花粉颗粒的结构可塑性与组装潜力，将其与少量预处理后的棉花纤维混合，借助自然干燥过程，全程无需任何有毒化学添加剂或高能耗热压设备，开发出一种具有优异力学性能和环境友好性的新型生物塑料。

▲花粉-棉纤维共组装制备高性能生物塑料

该材料在干燥过程中形成花粉-纤维层状致密结构，通过花粉的微粒嵌套作用和纤维的长程物理交联，构建出稳定的三维致密网络。其拉伸强度达52.22 MPa、杨氏模量达2.24 GPa，可媲美甚至超越目前主流的可降解塑料材料（如PBS、PBAT、PLA）及部分石油基塑料（如ABS、PET）。不仅如此，该材料天然具备绿色的“水加工性”，无需复杂分子设计，仅凭最常见的水，就能实现材料的多维度塑形、拼接和重复加工。这种简便、绿色的加工方式为个性化定制与复杂结构成型（如包装、医疗器具等）提供了便利，同时有效避免了传统加工方式中高温或化学粘合剂带来的资源浪费与环境风险。

▲花粉-棉纤维生物塑料智能水加工性能

研究团队基于生物质界面工程，构建了从微纳米尺度结构设计、多组分协同组装到宏观性能调控的系统性研究框架。以上工作得到国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费资助及学校科研公共服务条件平台的支持。

▲资源与环境科学学院副教授赵泽（左一）

与团队学生通过显微镜观察花粉样品形态

从废弃花粉到治污“利器”

源于自然的材料变革

不仅为地球“减塑”提供了全新方案

也为花粉的高附加值规模化利用

寻找了新的出口

让常被诟病易导致过敏的花粉“变废为宝”

未来 “以废治废”的武大智慧

也将为绿色中国的建设

做出更多、更大的贡献！

感谢武汉大学资源与环境科学学院

文案/封面图：赵泽编辑&责编：张富华审核：张佳宁